純堿生產(chǎn)工藝中降低鹽耗的方法

趙明榮

摘 要：目前，鹽、石灰石和氨在我國(guó)廣泛用作純堿生產(chǎn)的原料。鹽俗稱食鹽，其化學(xué)式為氯化鈉。純堿生產(chǎn)用鹽總量是指從進(jìn)入純堿生產(chǎn)原料（目前我國(guó)純堿生產(chǎn)原料為鹵水）到純堿生產(chǎn)完成的全過(guò)程用鹽總量。目前，我國(guó)純堿生產(chǎn)過(guò)程中使用的食鹽中的鈉元素還不能完全轉(zhuǎn)化為碳酸鈉。生產(chǎn)過(guò)程中的各種問(wèn)題都會(huì)導(dǎo)致食鹽轉(zhuǎn)化率的降低。主要原因是設(shè)備泄漏造成的浪費(fèi)。因此，目前我國(guó)純堿生產(chǎn)中的食鹽消耗量被認(rèn)為是一個(gè)非常重要的標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)階段對(duì)純堿生產(chǎn)的一系列改進(jìn)和提高，將有助于降低純堿生產(chǎn)中所用的總鹽耗，大大降低純堿廠的生產(chǎn)成本，對(duì)提高純堿廠的經(jīng)濟(jì)效益也具有重要作用。

關(guān)鍵詞：純堿生產(chǎn)工藝;降低食鹽消耗;方法

0 引言

低鹽重堿生產(chǎn)加工的相關(guān)工藝已逐步應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，并各具特色。為更好地提高重堿產(chǎn)品質(zhì)量，有必要進(jìn)一步改進(jìn)和改造相應(yīng)的設(shè)備、工藝和技術(shù)，加強(qiáng)運(yùn)行操控，穩(wěn)步延伸設(shè)備運(yùn)行周期，進(jìn)步產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)能力，進(jìn)步經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益企業(yè)的利益。

1 低鹽重堿概述

低鹽重堿是一種非常重要的化工原料。發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)該產(chǎn)品的需求量已達(dá)到純堿產(chǎn)品總需求量的80%。其晶體顆粒較大，僅含少量氯化物等，首先用于生產(chǎn)制造高級(jí)鏡片、眼鏡、顯像管玻璃外殼。現(xiàn)在，純堿工業(yè)以產(chǎn)品的重質(zhì)、低鹽為首要發(fā)展方向，研制遠(yuǎn)景十分寬廣。其體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：一是低鹽重堿能防止耐火材料在玻璃熔窯中的腐蝕，延伸其使用壽命;二是低鹽重堿能提高換熱器的工作效率，下降燃料消耗，減少?gòu)U氣污染范圍;三是低鹽重堿能增強(qiáng)玻璃爐內(nèi)物料的自在活動(dòng)和熔融，提高玻璃制品的透明度和強(qiáng)度。隨著國(guó)內(nèi)外對(duì)高級(jí)玻璃需求的不斷添加，市場(chǎng)對(duì)低鹽重堿的需求也在不斷增長(zhǎng)。首要市場(chǎng)空間集中在發(fā)展中國(guó)家，未來(lái)年增長(zhǎng)率將超越8%。在俄羅斯、印度、我國(guó)等國(guó)家，低鹽重堿的生產(chǎn)具有較高的增長(zhǎng)率。他們的產(chǎn)品將在歐洲和亞洲面臨越來(lái)越劇烈的競(jìng)賽，而低鹽重堿產(chǎn)品具有較高的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)。國(guó)內(nèi)低鹽重堿生產(chǎn)企業(yè)逐步由中部地區(qū)向西部地區(qū)轉(zhuǎn)移，區(qū)域商場(chǎng)需求改變將愈加顯著。本項(xiàng)目產(chǎn)品不需要貴重的原材料成本，能耗低，產(chǎn)品質(zhì)量好，在未來(lái)的市場(chǎng)競(jìng)賽中具有顯著的優(yōu)勢(shì)。

2 鹽耗產(chǎn)生影響因素

2.1 碳化塔的選型

碳化塔的高度在一定的時(shí)候，直徑越大，生產(chǎn)能力越大。與同直徑篩板塔和菌帽塔相比，篩板塔的生產(chǎn)能力相對(duì)較大，而篩板塔的傳質(zhì)效率和結(jié)晶質(zhì)量相對(duì)較好，可以確保操作的靈活性和穩(wěn)定性，反應(yīng)過(guò)程指標(biāo)為二氧化碳利用率，碳化轉(zhuǎn)化率較高。

2.2 氣體濃度

氣體濃度直接影響反響速度。氨堿法是一種窯煤氣制堿方式。窯氣濃度的改變直接影響其質(zhì)量和作用，而碳化下段氣則是決定炭化轉(zhuǎn)化率和結(jié)晶質(zhì)量的重要因素。下部氣體濃度較高，氣流主體部分二氧化碳分壓較大，不僅添加了吸收的驅(qū)動(dòng)力，而且下降了氣體的劇烈拌和程度，提高了結(jié)晶質(zhì)量。

2.3 碳化塔的熱交換作用

碳化反應(yīng)就是一種放熱反應(yīng)，換熱質(zhì)量直接決定晶體的質(zhì)量。當(dāng)生產(chǎn)條件波動(dòng)，進(jìn)入碳化塔的液體和氣體的量降低或者減少時(shí)，要減緩速度，冷卻水量，以防止由于介質(zhì)溫度低而導(dǎo)致NaHCO3晶體劣化的問(wèn)題。在中間溫度達(dá)到具體指標(biāo)值前，應(yīng)操控冷卻水流量，自上而下改善水層，然后下降冷卻水與碳化液的溫差，從而防止了因飽和過(guò)高而形成堿疤堵塞塔的問(wèn)題。

2.4 清洗塔

具有溶堿、除疤、預(yù)碳化等作用。在清洗過(guò)程中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

首先，要控制凈化氣量和碳化氨水中CO2的濃度，保證濃度的穩(wěn)定性，避免CO2濃度過(guò)高降低疤痕溶解速率。二是控制溶液進(jìn)出塔的溫度，如果溫度過(guò)高，塔頂液體的平衡分壓會(huì)比較大，會(huì)造成大量損失;如果氣體溫度過(guò)低，會(huì)影響清洗效果，這將導(dǎo)致結(jié)晶不良等問(wèn)題。再次，要保證清洗液的數(shù)量和清洗時(shí)間的充分性，以提高清洗效果，縮短換塔時(shí)間，避免設(shè)備維修時(shí)間對(duì)氨水鹵堿生產(chǎn)效果的影響。

2.5 氨水中氯化鈉和游離氨的濃度

在碳化反應(yīng)中，塔頂尾氣帶走氨水中約10%～13.5%的氨。因此，氨水鹵水中必須含有一定量的氨，以彌補(bǔ)塔頂損失的氨量。如果游離氨濃度較高，會(huì)導(dǎo)致碳化塔、冷卻水段、堵帽等問(wèn)題。

3 降低鹽耗的措施

3.1 適當(dāng)增加碳化塔進(jìn)氣量， 優(yōu)化結(jié)晶效果

通過(guò)添加碳化塔的進(jìn)氣量，能夠提高反應(yīng)速度，然后提高結(jié)晶作用。壓縮機(jī)可在重堿車間進(jìn)行全負(fù)荷實(shí)驗(yàn)處理，了解其各種信息值，了解碳化塔進(jìn)氣量平均值、最大進(jìn)氣量等信息，相對(duì)而言，平均單塔進(jìn)氣量數(shù)值，了解下段進(jìn)水量平均值、最大進(jìn)水量等信息，了解詳細(xì)作用。實(shí)踐中，通過(guò)這種方法，最大進(jìn)水量高于一般單塔進(jìn)水量，堿液沉淀量平均值為48，高于原來(lái)的5%，從根本上提高了整體生產(chǎn)能力。其碳化轉(zhuǎn)化率、碳化塔系數(shù)等相關(guān)工藝指標(biāo)均有明顯進(jìn)步。

3.2 有效操控爐頭壓力

爐頭壓力最好保持在-100-0pa的壓力范圍內(nèi)。在壓力操控的前提下，提高爐內(nèi)空氣壓力濃度，以確保爐膛下部氣體濃度。該處理辦法可有效削減換熱器和洗滌器氣側(cè)結(jié)晶量，并能有效防止?fàn)t膛主氣管真空壓力過(guò)高。

3.3 增加強(qiáng)生產(chǎn)過(guò)程中過(guò)量灰分的分析研究，并進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

提高蒸發(fā)吸收崗位工作人員的專業(yè)技術(shù)水平，有效避免生產(chǎn)過(guò)程中因過(guò)度運(yùn)用乳流量用量而導(dǎo)致CO2用量的增加。

3.4 規(guī)劃效應(yīng)

長(zhǎng)期運(yùn)用會(huì)使碳化塔水箱產(chǎn)生水垢，嚴(yán)重阻礙碳化塔的熱回收作用，然后降低結(jié)晶質(zhì)量。因此，定時(shí)對(duì)碳化塔水箱進(jìn)行清洗，及時(shí)維護(hù)循環(huán)冷卻水體系，能夠有效地削減碳化塔水箱外層的水垢。

3.5 減少效率吸收所耗費(fèi)的時(shí)間也是減少鹽耗費(fèi)的常用辦法

適當(dāng)添加碳化尾氣的壓力，有助于加速效率吸收，然后減少效率吸收所耗費(fèi)的時(shí)間。為提高碳化塔尾氣壓力，采用（4+4）運(yùn)轉(zhuǎn)方法，保持塔數(shù)不變。并且，根據(jù)進(jìn)風(fēng)方法的不同，直徑為Φ2500的鑄鐵管分別與碳化塔尾氣旁通管銜接，兩端由閥門操控。在相同生產(chǎn)負(fù)荷下，碳化塔尾氣壓力由30-35kPa提高到41-45kPa，塔壓提高0.015-0.02MPa，進(jìn)步了CO2的利用率和轉(zhuǎn)化率。

3.6 碳化塔操控體系優(yōu)化

根據(jù)碳化塔的實(shí)踐工藝特色和要求，建立了符合實(shí)踐工況的操控體系。在滿足工藝生產(chǎn)條件和操作要求的基礎(chǔ)上，優(yōu)化操控體系，在確保設(shè)備安穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上提高碳化轉(zhuǎn)化率，達(dá)到節(jié)能減排、提高效率的目的。

4 結(jié)論

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的提高和發(fā)展，現(xiàn)代純堿生產(chǎn)工藝得到了改進(jìn)和提高。純堿制備過(guò)程中的總耗鹽量是目前我國(guó)評(píng)價(jià)純堿生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)。為了進(jìn)一步提高堿工業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，從事堿工業(yè)的專業(yè)人員找到了一些降低生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益的方法。制備純堿的主要原料是鹽。為了降低成本，有必要在生產(chǎn)中減少鹽的使用。

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